磁感强度 磁通量.docx

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磁感强度磁通量

磁感强度　磁通量

一、素质教育目标

（一）知识教学点

1．了解磁感应强度和磁通量的概念

2．掌握用磁感线描述磁感应强度的方法

3．掌握匀强磁场的特点

（二）能力训练点

通过本节教学，讲解磁感应强度这个既抽象又复杂的概念的提出和建立，培养学生发现问题和分析问题及解决问题的能力。

（三）德育渗透点

1．简单了解物理学史中磁场强度和磁感强度的研究情况，使学生认识物理概念及规律是历经检验逐步形成的复杂过程，深刻地领悟课本知识是来之不易的，鼓励学生应好好珍惜，认真学习。

2．进行物理学方法的教育

①利用比值法定义物理概念

②运用几何线直观形象地描述物理概念

③培养学生运用类比方式去认识理解物理学中抽象概念的思维方式

二、重点、难点、疑点及解决办法

1．重点

磁感应强度和磁通量的概念

2．难点

①磁感应强度概念的提出

②磁通量的定义

3．疑点

磁感线与磁感应强度及磁通量的关系

4．解决办法

①通过演示实验，利用与电场的类比教学，来引导启发学生的思维，自然而直观地接受磁感应强度这个概念，从而克服上述重、难点。

②通过讲解磁感线帮助学生理解掌握磁通量，运用几何线条的描绘及电场线与电场强度关系的类比形象地说明磁感线与磁感强度及磁通量的关系。

三、课时安排

1课时

四、教具准备

铁架台、蹄形磁铁、通电导线、电源、滑动变阻器、电键、幻灯片

五、学生活动设计

仔细观察实验现象，分析实验结果，回忆所学过的电场的有关知识，在教师的引导启发下，进行积极地思考，了解并接受磁感应强度这个概念。

六、教学步骤

（一）明确目标

略

（二）整体感知

略

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

1．引入新课

在日常生活和生产中，我们知道小的磁铁只能吸引小铁钉之类的轻小物体，而巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢材这一庞大物体，这说明磁铁周围的磁场不仅有方向而且还有强弱之分。

那么，该如何研究磁场的这个强弱问题呢？

2．新课教学

我们知道电荷的周围存在电场，而电场也是有方向有强弱的一个物理量，在前面学习电场的过程中，我们是运用什么方法进行研究的？

引导学生回答　电场的基本特征是对放入其中的电荷有电场力的作用，利用这一点，把一个检验电荷q1放入电场中的某一位置A处，受电场力为F1，如改放q2于A处，受电场力为F2，但有F2/q2=F1/q1=恒量。

改变检验电荷q在电场中的位置，发现电场力与电量的比值仍为恒量，但不同位置处恒量的大小不同。

结果表明这个比值能反映出电场的强弱性质，因此将其定义为电场强度。

幻灯显示

电场的基本特征——对其中的电荷有电场力的作用

研究电场的方法

磁场与电场一样，也是看不见摸不着的客观存在的物质，磁场也有基本特性——对放入其中的电流有力的作用，因此，我们可以运用与研究电场类似的方法来解决磁场的强弱问题。

演示实验

请学生回答前节课研究磁场对电流作用的结果，垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小跟导线中的电流的大小及导线在磁场中的长度有关。

上一节课的实验中，是在保持导线在磁场中的位置不变的条件下得出上述结论，那么，现在我们改变导线在磁场中的位置，而保持导线的长度和电流的大小不变，又会有什么现象呢？

请学生观察现象，不同的位置上，导线摆动的角度大小不同。

说明：

上述现象的形成是由于磁场中不同位置磁场的强弱不同，从而使导线受到磁场的作用力大小不同的结果。

磁场强的位置，作用力大，磁场弱的位置，作用力小。

在物理学中，我们就用磁感强度（或磁感应强度）这个物理量来描述磁场的这一性质。

（1）磁感强度

①描述磁场的强弱的物理量，符号是B

在磁场空间分布中，磁感强度大的地方，磁场强。

磁感强度小的地方，磁场弱。

既然磁场与电场相似，为什么不用磁场强度来描述呢？

幻灯显示

在物理学发展史上，人们已经用磁场强度来表示另外一个物理量了，因为当时人们还没有发现磁场的电本质，利用与电荷产生电场类比，认为磁场由磁荷产生，并用类似电场强度的定义，用比值规定单位磁荷所受的磁场力称为磁场强度H

后来，人们了解磁场的电本质后，才知道磁荷并不存在，从这里我们可以认识到一个物理概念的建立并不是很容易的，现在课本中的知识是前人们走过多少曲折的道路，经历了多少反复的实验和检验，付出了多少辛勤的汗水才一步一步形成的，因此，我们要好好珍惜。

同时，从这里我们还可以再次了解到类比法和比值定义法是物理学中研究问题的两种重要方法。

至于磁感应强度的定义，我们知道也是用类似电场强度的研究方法用比值来进行确定的，具体如何留待以后的学习中再作进一步讨论，现在我们来了解一下这个物理量的单位及规定。

②国际单位　特斯拉，简称特，符号是T

③1特斯拉的规定

幻灯显示

垂直于磁场方向的1米长的导线，通过1安培的电流受到磁场的作用力为1牛顿时，通电导线所在处的磁感强度就是1特斯拉。

列举实例让学生了解1特斯拉的大小

一般永磁铁附近的磁感强度大约是0.4～0.7特，在电机和变压器的铁蕊中，磁感强度可达0.8～1.4特，通过超导材料的强电流的磁感强度可高达1000特，地面附近地磁场的磁感强度约只有　0.5×10-4特。

磁场是既有大小又有方向的，因此描述磁场强弱的磁感强度也是既有大小又有方向的物理量。

④磁感强度是一个矢量

方向的规定——磁场中某点的磁感强度的方向就是该点的磁场方向。

在电场中我们用电场线来形象直观地定性描述电场强度的大小方向，请学生回忆有关内容，电场线的疏密表示电场的强弱，分布疏处，电场强度小，分布密处，电场强度大，而电场线的切线方向就是电场强度的方向。

同样，我们可以用描述磁场的磁感线来形象地定性地表示磁感强度。

⑤磁感线　a．磁感线上各点的切线方向既是该点的磁感强度的方向。

b．磁感线的疏密反映了磁感强度的大小。

幻灯显示常见的几种磁场的磁感线分布图，并正确地运用安培定则熟悉磁感线的方向和电流方向的关系，指出磁感线分布密处，磁感强度大，分布疏处，磁感强度小。

为了直接从磁感线分布图中了解磁感强度的大小，在磁场中画磁感线时，不是任意的，而是根据规定进行。

幻灯显示

物理学中规定，在垂直于磁场方向的1米2面积上，磁感线的条数跟那里的磁感强度（单位是特）的数值相同。

提醒学生注意，实际画图中，磁感线条数可以是这个规定的任意倍，但此时的分布图仅供我们对磁感强度的大小方向作定性了解，而不能具体定量地得出磁感强度的大小。

在电场中我们学过一种比较典型的电场——匀强电场。

请学生回忆它的特点——电场强度的大小和方向处处相同，电场线的分布是等间距同方向的平行直线。

与此类似，在磁场中也存在着一种非常典型的磁场——匀强磁场。

（2）匀强磁场

①特点　磁感强度的大小和方向处处相同，磁感线的分布是均匀的方向相同的平行直线。

②存在空间　距离很近的两个异名磁极之间的磁场

通电螺线管内部的磁场

幻灯显示，上述两磁场的磁感线分布图

刚才，我们曾经规定了磁感线的条数与磁感应强度之间的定量关系，现在，我们来了解跟这个规定密切相关的一个物理量——磁通量

（3）磁通量

①定义——穿过某一面积的磁感线条数，就叫做穿过这个面积的磁通量，简称为磁通，符号是Φ

幻灯显示提到磁通量时必须明确穿过哪一个面积的磁通量，如S1、S2、S3，而且此时的磁感线必须按前面的规定进行描绘，而不是随意画。

那么磁通量与磁感强度有什么关系呢？

②磁通量与磁感强度的关系

幻灯显示

根据前面的规定，穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数，等于磁感应强度B，所以在匀强磁场中垂直于磁感强度的面积S的磁通量Φ为Φ=BS

提醒学生注意　Φ=BS，仅适用于匀强磁场而且面积S垂直于磁场方向。

③　国际单位　韦伯简称韦，符号是Wb

1Wb=1T×1m2

3．课堂小结

①磁感强度是描述磁场的强弱和方向的物理量

②磁感线可以形象地反映磁感强度的大小和方向

③匀强磁场的特点是磁感强度的大小和方向处处相等

④在匀强磁场中垂直于磁场方向的面积S的磁通量为Φ=BS

（四）总结、扩展

1．磁感强度的定义类似于电场强度，是用比值进行定义，垂直于磁场方向的通电直导线在该处所受磁场力F与通电电流和导线长度乘积Il的比值，就叫该处的磁感强度B．

2．磁通量是标量，只有大小，没有方向，但磁感线穿过平面时有正反面之分。

因此，在计算磁通量时必须注意磁感线是从哪边穿过这个平面的，磁通量的大小存在正、负值。

3．在匀强磁场中，当面积S不与磁场方向垂直时，可将面积S投影到垂直磁场方向的平面上，然后再利用磁通量公式进行计算，如图所示Φ=BScosθ．

4．引入了磁通量的概念后，可以反过来把磁感强度看作是通过单位面积的磁通量，因此磁感强度也常叫做磁通密度，并且用韦/米2作单位。

七、布置作业

P82　

（1）、

（2）、（3）

八、板书设计

第四节　磁感强度　磁通量

1．磁感强度

①描述磁场的强弱的物理量，符号是B

②国际单位　特（T）

③1T的规定

④是一个矢量

⑤磁感线

2．匀强磁场

①特点　B的大小和方向处处相同

②存在空间

3．磁通量（Φ）

①定义　穿过某一面积的磁感线条数，就叫做穿过这个面积的磁通量。

②Φ与B的关系

③国际单位　韦伯（Wb）

1Wb=1T×1m2

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